第一部分3.0 T心脏磁共振纵向弛豫时间定量成像MOLLI序列的图像质量评价研究目的:评价3.0 T MR下健康志愿者、心肌病患者应用MOLLI序列的T1 mapping技术成像的图像质量。材料与方法:2015年1月至2016年12月期间,在我院收集扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy,DCM)患者 9 例,肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)患者6例,正常对照者(normal control,NC)12例,并以此将受试者分成三组。所有受试者均在Philips Achieva 3.0 T TX磁共振扫描仪进行心脏磁共振检查。扫描包括电影序列、钆对比剂延迟增强、T1 mapping技术扫描包括注射对比剂前及注射后扫描。T1 mapping序列扫描结束后,自动生成T1 mapping图。按照AHA标准将左心室四腔心分为6个节段及左心室短轴分为17个节段。在SPIN Lite软件上对增强前/后T1 mapping心肌各节段(不含心尖即第17段)进行图像质量评价,根据伪影严重程度及对测量是否有影响进行图像质量分级,分为Ⅰ-Ⅳ级。对比三组受试者间各节段图像质量分级:并按照增强前后,分别对四腔心及短轴的T1 mapping图像依据各节段进行质量分级,统计各级质量图像所占比例,应用卡方检验比较各节段间成像质量的差异性,评价钆增强对成像质量的影响。结果:(1)受试者者共27例,男性19例,女性8例,年龄45.1±14.3岁。增强前/后T1 mapping图像各108张,共216张。左心室四腔心增强前/后T1 mapping图像各162个节段,共324个节段;左心室短轴增强前/后T1 mapping图像各432个节段,共864个节段;左心室四腔心及短轴T1 mapping共1188个节段。其中Ⅰ级 0 段(0%),Ⅱ 级 10 段(0.8%),Ⅲ级 61 段(5.1%),Ⅳ级 1117 段(94.0%)。Ⅳ级图像所占比例最高。(2)DCM、HCM及NC三组左心室四腔心、左心室短轴心肌各节段图像质量分级均以Ⅳ级为主,各分级所占比例差异无统计学显著性,p值均≥0.287。(3)左心室四腔心各节段图像质量分级所占比例差异无统计学显著性(χ2=15.809,p=0.797)。左心室短轴各节段图像质量分级所占比例差异无统计学显著性(χ2=83.929,p=0.739)。(4)左心室短轴基底部(Seg5)(χ2=3.977,p=0.046)、中部(Seg10)(χ2=9.070,p=0.028)增强后较增强前图像质量有所提高,差异具有统计学显著性。左心室中部(Seg8,Seg9)、心尖部(Seg13)增强前后图像分级所占比例无改变。其余各节段增强后图像质量分级较增强前提高,但差异无统计学显著性,p值均≥0.365。结论:3.0 T MR下,采用MOLLI序列可以得到质量良好且稳定的T1 mapping图像。图像质量一定程度上不受心肌疾病影响;Gd对比增强,有可能提高左心室短轴基底部下壁及中部下侧壁T1 mapping图像质量。第二部分3.0 T心脏磁共振纵向弛豫时间定量成像测量健康志愿者心肌纵向弛豫时间和细胞外间质容积分数的初步研究研究目的:探讨在3.0 T MR场强下,健康志愿者左心室纵向弛豫时间(T1)及细胞外间质容积分数(ECV)的均值。材料与方法:收集于2015年1月至2016年12月期间进行CMR T1 mapping技术扫描的12例健康志愿者。所有受试者均于Philips Achieva 3.0 T TX磁共振扫描仪进行心脏磁共振检查。扫描序列包括:电影序列、钆对比剂延迟增强、T1 mapping扫描包括(注射对比剂前及注射后扫描)。T1 mapping扫描采用MOLLI序列,扫描结束后,自动生成T1mapping图。采用ROI法对左心室心肌的T1mapping参数进行分析。ROI包括扫描层面全层描绘的全心测量法,以及按照AHA标准划分的左心室四腔心6个节段,左心室短轴16个节段(不测量心尖即第17段)的节段测量法。ROI的描绘及测量均通过SPIN Lite软件完成,左心室四腔心及短轴心肌全层及各节段Native T1、Post T1可直接测得,再通过公式计算得到ECV。比较左心室四腔心全心、短轴基底全心、短轴中部全心、短轴尖部全心及左心室各节段Native T1、Post T1和ECV均数的差异。依据男女将所得左心室心肌T1 mapping参数分成两组,应用独立样本t检验对比各参数的性别差异。应用Pearson相关分析探讨各参数与年龄的相关性。最后,按照冠状动脉供血区,前降支(LAD),回旋支(LCX)以及右冠状动脉(RCA)供血区将左心室心肌NativeT1、Post T1和ECV分别分为三组进行比较。结果:(1)健康志愿者12名,男性9名,女性3名,平均年龄36.5±11.1岁,BSA(1.78±0.20)m2,BMI 为(23.64±2.54)kg/m2,Hct44.0%±3.7%;(2)健康志愿者左心室心肌 NativeT1(1282.2±46.4)ms,Post T1(579.2±62.4)ms,ECV 0.24±0.02;Native T1、Post T1及ECV各节段的改变不尽相同,四腔心全心、基底部全心、中部全心及心尖部全心的Native T1及ECV高于各节段Native T1及ECV,基底部全心、中部全心及心尖部全心PostT1较各节段PostT1稍低;心尖部各节段的Native T1及ECV略高于其余各节段,并与Segl1(中部)的Native T1及ECV的差异具有统计学显著性。左心室四腔心及短轴各节段之间NativeT1与ECV的差异趋势相似,与Post T1的差异趋势相反;(3)男性左心室心肌NativeT1(1268.66±35.31)ms 低于女性(1322.93±59.34)ms,男性左心室心肌Post T1(598.36±53.26)ms高于女性(521.90±58.86)ms,男性左心室心肌ECV(0.24±0.01)低于女性(0.25±0.02),NativeT1、PostT1和ECV的性别差异均无统计学显著性(p>0.05),但部分节段存在性别差异,主要集中于短轴前壁及中部;(4)年龄与左心室短轴Seg11(中部)的ECV呈正相关(r=0.586,p=0.045);除Seg11的ECV外,年龄与左心室T1mapping各参数间无显著相关性;(5)健康志愿者冠状动脉供血区的NativeT1 LAD>RCA>LCX,Post T1 LCX>LAD>RCA,ECV LAD=RCA>LCX,但三个冠状动脉供血区各参数差异无统计学显著性(p>0.05)。结论:(1)获得本研究中心12例健康志愿者3.0 T MR下,左心室心肌T1 mapping各参数均值:NativeT1(1282.2±46.4)ms,PostT1(579.2±62.4)ms,ECV(0.24±0.02);(2)不同扫描层面、不同心肌节段、不同ROI绘制方式,T1值及ECV均值不尽相同;(3)T1 mapping的各参数不受性别、年龄及不同冠状动脉供血区的影响。第三部分3.0 T心脏磁共振纵向弛豫时间定量成像对扩张型心肌病及肥厚型心肌病心肌纤维化评价的初步研究研究目的:应用T1 mapping序列评价扩张型心肌病及肥厚型心肌病左心室心肌纵向弛豫时间(T1)及细胞外间质容积分数(ECV)的改变。材料与方法:收集于2015年1月至2016年12月期间进行T1 mapping技术扫描的9例扩张型心肌病、6例肥厚型心肌病及12例正常对照者(normal control,NC)。患者及正常对照者均在Philips Achieva 3.0 T TX磁共振扫描仪进行心脏磁共振检查。扫描序列包括:电影序列、钆对比剂延迟强化、T1 mapping技术扫描包括注射对比剂前及注射后扫描。通过对电影序列短轴图像进行后处理,获得左心室心功能参数,包括左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF),舒张末期容积(Left ventricular end diastolic volume,LVEDV),收缩末期容积(Left ventricular end systolic volume,LVESV),每博输出量(stroke volume,SV)和左心室心肌质量(Left ventricular mass,LVM);以上参数除LVEF外,根据体表面积(BSA)校正得到标准化指数,包括LVEDI、LVESI、SVI、LVMI,体表面积通过(BSA=0.0061 X身高+0.0128X体重-0.1529)计算。T1 mapping扫描采用MOLLI序列,扫描结束后,自动生成T1 mapping图。采用ROI法对左心室心肌的T1 mapping参数进行分析。ROI包括扫描层面全层描绘的全心测量法,以及按照AHA标准将四腔心分为6个节段,左心室短轴分为16个节段(不测量心尖即第17段)的节段测量法。ROI的描绘及测量均通过SPIN Lite软件完成,左心室四腔心及短轴心肌全层及各节段NativeT1、PostT1可直接测得,再通过公式计算得到ECV。应用单因素方差分析及Kruskal-Wallis检验比较DCM、HCM和NC三组间CMR心功能各参数,Native T1、Post T1和ECV的差异。应用配对t检验比较全心测量法与节段均值法所得T1 mapping各参数。Pearson相关分析检验CMR心功能各参数与DCM、HCM及NC各组左心室心肌Native T1、Post T1和ECV的相关性;对27例受试者应用ROC 分析评价 LVEDV/LVEDVI 与 T1 mapping 的 Native T1、Post T1、ECV 预测严重心功能衰竭(LVEF≤35%)的诊断效能。结果:(1)DCM组左心室扩大,运动明显减低,与HCM及正常对照组相比,收缩功能 LVEFDCM(25.5%±9.8%)明显下降,SVIDCM(32.3±10.9)ml/m2减低,与另两组受试者相比,差异具有统计学显著性(p<0.05)。而HCM组心功能各参数与NC组相比,差异无统计学显著性。(2)左心室心肌Native T1:DCM組(1394.3±73.4)ms,HCM 组(1325.3 ± 22.1)ms,NC 组(1282.2±46.4)ms;PostT1:DCM 组(549.3±42.4)ms,HCM 组(632.8±79.3)ms,NC 组(579.2±62.4)ms;ECV:DCM组(0.34 ± 0.06),HCM 组(0.26 ±0.02),NC 组(0.24 ±0.02)。DCM 组 Native T1及 ECV 较 HCM 组高(P<0.05),PostT1 较 HCM 组低(P=0.015);DCM 组 Native T1及ECV较NC组高(P<0.05),PostT1较NC组低,但差异无统计学显著性(P=0.274);HCM组NativeT1,PostT1及ECV均比NC组高,但差异均无统计学显著性。(3)HCM组肥厚节段NativeT1(1360.1±42.0)ms高于对照节段(1319.0±53.5)ms,差异无统计学显著性(p=0.170)。(4)全心法测得的NativeT1均高于节段均值法的NativeT1(P<0.01),全心法PostT1低于节段均值法(P<0.05)。(5)DCM 组的 LVEF 与 ECV 呈负相关(r=-0.670,p=0.048);HCM 与 NC 组 CMR 心功能参数与 NativeT1、PostT1 及 ECV 无显著相关性。(6)LVEDV/LVEDVI、Native T1、PostT1及ECV预测严重性心功能衰竭的ROC分析,LVEDVI及ECV的AUC大于其余各参数,并与PostT1的AUC差异具有统计学显著性(p=0.0359,p=0.0473)。T1 mapping的各参数联合应用的AUC大于LVEDVI的AUC,但两者差异无统计学显著性(p=0.4887)。结论:(1)T1 mapping技术可以定量分析心肌纤维化;本研究中心左心室心肌Native T1:DCM 组(1394.3士73.4)ms,HCM 组(1325.3±22.1)ms,PostT1:DCM 组(549.3±42.4)ms,HCM 组(632.8±79.3)ms,ECV:DCM 组(0.34±0.06),HCM组(0.26±0.02),DCM组的NativeT1、ECV增高,可以检出及定量评价心肌弥漫性纤维化;HCM患者病变轻微者心功能、NativeT1及ECV可与正常对照组相似;(2)T1 mapping与心功能各参数存在一定相关性,如LVEF,但相关性不高;(3)不同的ROI绘制方法影响T1及ECV测量结果;(4)应用T1 mapping的各参数预测严重心衰的诊断效能与LVEDV/LVEDVI相似,Native T1与ECV可以用于严重心衰的预测。